送端电网规划研究

晋中电力设计院 王存玉

1.电力系统的安全稳定标准

根据我国现行的《电力系统安全稳定导则》中的相关规定，我们通常情况下以三级来表示电力系统承受扰动能力，即：保持稳定运行和电网的正常供电；第二级标准：保持稳定运行，但允许损失部分负荷；第三级标准：当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。客观上来说，在我们电网设计规划伊始，通常情况下都是按照第一级标准进行设计的，主要目标在于最大限度的保证系统的在多种扰动情况出现的情况下，核心元件不会受到影响，保证电网的正常供电能力。在本文中所提及的扰动情况，主要有如下几种较为典型：

a)任何线路单相瞬时接地故障重合成功；

b)同级电压的双回线或环网，任一回线单相永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合；

c)同级电压的双回线或环网，任一回线三相永久故障断开不重合；

d)任一发电机跳闸或失磁；

e)受端系统任一台变压器故障退出运行；

f)任一大负荷突然变化；

g)任一交流联络线路故障或无故障断开不重合[1]；

h)直流输电线路单极故障。

同杆架设的现象在当前用电日益紧张的供电环境下应用日益频繁，但是客观上来说，如果在这种假设方式的线路上出现问题，尤其是同杆异名相故障的出现，在一定程度上将会导致双回线路同时起跳的情况，这对于用电安全是非常有害的。这就在客观上要求我们必须在设计的过程中满足第二级安全稳定标准，具体的扰动包括：

a)单回线单相永久性故障重合不成功即无故障三相断开不重合；

b)任一段母线故障；

c)同杆并架双回线的异名两相同时发生单相接地故障重合不成功，双回线三相同时跳开[2]；

d)直流输电线路双极故障。

从上述情况中我们可以得知，在电网规划设计过程中，不同标准是非常常见的情况，因此在实际的电网运行过程中，为了最大限度的保证运行的有效性和安全性，必须是设计规划的过程中就对日后可能发生的生产调度运行中考虑的问题。

2.送端电网电源接入电网方

2.1 发电机—变压器—线路的单元接线方式

送端电网存在着大量的发电机组，一方面为了满足本地区的用电需求，另一方面则是大规模输送电量。大容量机组的接入电网方式对送端电网的稳定性影响较大。这是因为发电机的阻抗远大于升压变的阻抗和线路的阻抗，基于这一情况，在客观上必然对电网的暂态功能的整体稳定性造成非常严重的负面影响。为了进一步加强发发电机组运行的可靠性，通常情况下都是通过双母线连接的方式，来为故障检修过程中的顺利生产提供支持。但是必须要认识到，这种接线方式虽然能够有效的提升发电厂发电机组的可靠性，同样也会对电网的整体稳定性造成一定的负面问题。而如本文索亚就的，采用发电机—变压器—线路的单元接线方式直接接入系统的枢纽变电所，则能够对上述问题的解决提供一个较好的途径，不仅仅能够有效的保证输电容量，同样也不会对电网的整体稳定性造成负面影响，即使线路发生故障，也能够保证较好的暂态稳定性。

2.2 分层原则

在实际的设计过程中，我们对于送端电网，必须根据500kV和220kV电压等级的输送能力，针对不同电厂在容量上的不同，将其接入不同的电压等级网络上，从而保证用电平衡和用电稳定。在满足送电段区域用电的前提下，我们应将将大容量机组接入500kV的电网，这样做的优势主要是以下几点：

(1)如果将大容量机组接入220kV等级电网，那么在实际的操作和应用过程中，整体输电线路的增加是一种必然情况，这将直接增加后期维护和管理的难度。而直接接入500kV高压网络则能够最大限度的降低线路数量。

(2)系统的暂态稳定性下降，由于输电出线的增加，对于靠近电源侧的故障期间，机组在故障期间获得的加速功率增大，不利于系统暂态稳定性。

(3)在一定程度上将会限制短路电流，而如果将其直接接入500kV高压网络，则能够有效的提升电网的整体稳定性和可靠性。一般情况下，在发电厂内最好不设向地区供电的出现和联络变，最好是通过数量相对较少的输送线直接接入最近枢纽点[3]。

3.送端电网与受端电网的互联

3.1 暂态功角稳定问题

如果送端电网通过500kV输电线路将发电机组的电力输送至受端系统，加速功率是客观存在的，必然对输电电网的稳定性造成破坏。

3.2 热稳定问题

当电网中存在电磁环网时，高一电压等级元件某单一元件故障切除后对低一级电压等级电网造成的热稳定问题较对本级电网元件带来的热稳定问题要严重的多。对于送端电网来说，送端电网向受端电网输送功率时，是通过电网最高等级的电压输送；但与此同时，送端电网满足自身电网的用电需求是通过低一级的电网供电，当二级电网通过变压器相联时，将形成电磁环网。

除此之外，在实际的应用过程中，电磁环网是客观存在的，尤其是输电走廊不断缩小的过程中，同双回500kV线路的广泛应用，更是直接对220kV电网的热稳定性能造成了非常严重的负面影响。

4.结语

在本文中重点对送端电网电源的接入、送端电网内部电网的连接等输电网中的核心问题进行了相应的研究和探索，并对电网规划过程中送电段和受端电网的连接问题进行了说明，并对这一过程中必须给予重视的问题进行了简单的介绍。笔者认为，在电网规划设计的过程中，只有充分的考虑到电网的整体稳定性性能，才能够真正意义上的保证电网运行过程中的稳定性。

[1]李光琦.电力系统暂态分析[M].北京:水利电力出版社,1995.

[2]王正风,陈实,葛斐等.500kV淮宿变电站投运对安徽电网暂态稳定性的影响[J].中国电力,2008,41(8):8-11.

[3]王锡凡.现代电力系统分析[M].北京:科学出版社,2003.